Prepa Helpe3a-Polytech 2024 MPI Physique-chimie : sujet en PDF
Sujet de l'épreuve de Physique-chimie du Concours e3a-Polytech, France, session 2024, filière MPI, en 4 heures. Thème : Interaction entre champ électromagnétique et matière, synthèse du trioxyde de soufre.
Ce que traite le sujet, partie par partie
- Problème 1, partie I : ondes électromagnétiques dans le vide. Équations de Maxwell, équation de d'Alembert, onde plane progressive monochromatique transverse, relation de dispersion, champ magnétique, vecteur de Poynting et densité d'énergie moyens.
- Problème 1, partie II : modèle de Bohr de l'atome d'hydrogène. Conservation du moment cinétique et mouvement plan, mouvement circulaire uniforme, rayon de Bohr, niveaux d'énergie quantifiés, longueurs d'onde absorbées dans le visible et énergie d'ionisation.
- Problème 1, partie III : pression de radiation. Réflexion d'une onde plane sur un conducteur parfait, relations de passage, courant surfacique et force de Laplace, pression de radiation du soleil et d'un laser, puis retour à ce résultat par un modèle de photons qui rebondissent.
- Problème 1, partie IV : force pondéromotrice. Électron dans un champ électrique oscillant uniforme puis faiblement non uniforme : vitesse et position en régime sinusoïdal forcé, force moyenne non nulle et ordre de grandeur pour l'accélération d'électrons par laser.
- Problème 2 : synthèse du trioxyde de soufre. Nombres d'oxydation, tableau d'avancement et quotient de réaction en phase gazeuse, constante d'équilibre, recherche de l'avancement à l'équilibre par dichotomie en Python et influence de la température.
Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet
- Description et paramétrage du mouvement d'un point
- Système physico-chimique et état final d'une transformation chimique
- Oxydoréduction et piles électrochimiques
- Bases de Python : expressions, types, instructions, fonctions
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